AT502972B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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AT502972B1 AT0203106A AT20312006A AT502972B1 AT 502972 B1 AT502972 B1 AT 502972B1 AT 0203106 A AT0203106 A AT 0203106A AT 20312006 A AT20312006 A AT 20312006A AT 502972 B1 AT502972 B1 AT 502972B1
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Description

2 AT 502 972 B1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der Kraftstoff, insbesondere Ethanol, über zumindest eine Einspritzeinrichtung vorzugsweise direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei während der Startphase der Brennkraftmaschine der Einspritzdruck des Kraftstoffes temporär erhöht wird, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge während des Starts der Brennkraftmaschine auf mehrere Einspritzungen in der Ansaugphase aufgeteilt wird, wobei zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, besonders vorzugsweise zumindest vier, Einspritzungen während der Ansaugphase durchgeführt werden und wobei die Mehrfacheinspritzung mit hohem Einspritzdruck bereits in der Schleppphase für die ersten Einspritzungen durchgeführt wird.
Die US 2003/0145830 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, welches vorsieht, dass der Kraftstoffdruck in einem Ruhezustand der Brennkraftmaschine wenigstens zeitweise erhöht wird, um einen sicheren Start in der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Dadurch sollen Dampfblasen in den Kraftstoffleitungen vermieden werden.
Die JP 11-270385 A2 offenbart ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem während der Startphase der Einspritzdruck erhöht wird, um ein schnelles Starten der Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
Die EP 1 728 997 A2 beschreibt eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung, wobei während der Startphase der Kraftstoffversorgungsdruck kurzzeitig erhöht wird, um den Schadstoffausstoß während des Starts der Brennkraftmaschine zu vermindern. Die Einspritzeinrichtungen von saugrohreinspritzenden Otto-Motoren werden über eine normale Kraftstoffförderpumpe mit einem Druck zwischen 3 bar bis 4 bar versorgt. Der Maximaldruck von Kraftstoffförderpumpen beträgt üblicherweise etwa 5 bar. Dieser Druck ist nicht ausreichend, um bei ethanolhaltigen Kraftstoffen das Startverhalten zu verbessern.
Die DE 102 42 227 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung, wobei beim Start der Brennkraftmaschine ein Hoch- oder ein Niederdruckstart in Abhängigkeit von einem in der Einspritzvorrichtung innerhalb einer definierten Zyklenanzahl aufgebauten Kraftstoffmindestdruckes gewählt wird. Der Kraftstoffmindestdruck und die Zyklenanzahl werden dabei in Abhängigkeit von einer Brennraumtemperatur gewählt, wobei während des Startbetriebes die Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum getaktet stattfindet. Dadurch soll eine Brennraumwandbenetzung mit Kraftstoff während des Einspritzvorganges verringert und eine zündfähige Gemischwolke im Brennraum der Brennkraftmaschine in der Nähe einer Zündquelle gebildet werden. Es wird bei der DE 102 42 227 A1 mit Niederdruck gestartet und nach einer Anzahl an Zyklen auf Hochdruckeinspritzung umgeschaltet. Durch die getaktete Einspritzung wird eine gute Zerstäubung erreicht. Dies ist zwar für Benzin-kraftstoffe ausreichend, aber nicht für Ethanol.
Beim Gegenstand der vorliegenden Anmeldung wird - zum Unterschied zu der DE 102 42 227 A1 - die Menge des Kraftstoffes der letzten Kraftstoffeinspritzung im Vergleich zur Menge jeder vorangegangenen Kraftstoffeinspritzung verringert. Dabei wird bereits bei der ersten Einspritzung (in der Schlepp- oder Crank-Phase) mit hohem Druck eingespritzt, um die Kraftstofftröpfchen in Schwebe zu halten und bereits mit der ersten Einspritzung eine Verbrennung einzuleiten. Insbesondere bei Ethanol-Kraftstoffen ist ein Starten der Brennkraftmaschine mit Einspritzdrücken unter 20 bar bei tiefen Temperaturen nicht möglich.
Insbesondere bei ethanolhaltigen Kraftstoffen ist der Kaltstart wegen der Kraftstoffeigenschaften des Ethanols oft problematisch. Es muss mit einer Vorheizeinrichtung für Ansaugluft oder Kraftstoff gestartet werden. Dies erhöht allerdings den konstruktiven Aufwand und hat den Nachteil, dass die Batterie während des Starts der Brennkraftmaschine zusätzlich belastet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und mit geringem Aufwand das Startverhalten einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine zu verbessern.

Claims (3)

  1. 3 AT 502 972 B1 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Menge des Kraftstoffes der letzten Kraftstoffeinspritzung geringer ist als die Menge jeder vorangegangenen Kraftstoffeinspritzung, wobei vorzugsweise die Einspritzdauer kleiner als 2 ms ist, und dass der Einspritzdruck während der Startphase mindestens 20 bar beträgt. Dadurch, dass der Kraftstoff während der Startphase mit Hochdruck eingespritzt wird, kann erreicht werden, dass der Kraftstoff im Brennraum in Schwebe bleibt, wodurch die Startmenge und/oder die Starttemperatur reduziert werden kann. Der hohe Kraftstoffdruck ermöglicht kurze Einspritzdauern. Die Mehrfacheinspritzung wird bereits während der Schleppphase für die ersten Einspritzungen durchgeführt, also wenn die Kurbelwelle noch durch den Starter gedreht wird. Durch die Vielzahl von kleinen, kurzen Einspritzungen wird erreicht, dass der Kraftstoff nicht mit den Wänden des Brennraumes in Berührung kommt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn vier Einspritzungen während der Ansaugphase in den Brennraum eingespritzt werden, wodurch sich ein homogenes Gemisch im Brennraum ausbilden kann. Zur Erhöhung der Zündfähigkeit ist es weiters von Vorteil, wenn eine letzte Kraftstoffeinspritzung während der Verdichtungsphase durchgeführt ist, wobei die letzte Kraftstoffeinspritzung vorzugsweise in den Bereich der Zündeinrichtung gerichtet ist. Durch die geringe Menge der letzten Einspritzung kann ein Wandauftrag an den Brennraumwänden vermieden werden. Da die letzte Kraftstoffeinspritzung zur Zündeinrichtung hin erfolgt, steht für die Zündung eine geschichtete Ladung zur Verfügung. Das Verfahren kann besonders vorteilhaft für die Kraftstoffe Benzin und Ethanol oder beliebige Mischungen davon, bzw. für beliebige Kraftstoffmischungen, die Benzin oder Ethanol enthalten, eingesetzt werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert. Die zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit mehreren Zylindern 2, wobei über jeweils eine Einspritzeinrichtung 3 Kraftstoff direkt in den jeweiligen Brennraum eingespritzt wird. Das Einspritzsystem weist ein Kraftstoffverteilerrohr 4 auf, in welchem eine Kraftstoffleitung 5 einmündet. In der Kraftstoffleitung 5 ist eine Hochdruckpumpe 6 angeordnet, welche Kraftstoff eventuell über eine Vorpumpe 7 aus einem Kraftstoffbehälter 8 entnimmt. Über das Steuerventil 9 kann der Druck in der Kraftstoffleitung 5 in Abhängigkeit des Motorbetriebszustandes über eine elektronische Steuereinheit ECU gesteuert werden. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), bei der Kraftstoff, insbesondere Ethanol, über zumindest eine Einspritzeinrichtung (3) vorzugsweise direkt in einen Brennraum eingespritzt wird, wobei während der Startphase der Brennkraftmaschine (1) der Einspritzdruck des Kraftstoffes temporär erhöht wird, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge während des Starts der Brennkraftmaschine (1) auf mehrere Einspritzungen in der Ansaugphase aufgeteilt wird, wobei zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, besonders vorzugsweise zumindest vier, Einspritzungen während der Ansaugphase durchgeführt werden und wobei die Mehrfacheinspritzung mit hohem Einspritzdruck bereits in der Schleppphase für die ersten Einspritzungen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Kraftstoffes der letzten Kraftstoffeinspritzung geringer ist als die Menge jeder vorangegangenen Kraftstoffeinspritzung, wobei vorzugsweise die Einspritzdauer kleiner als 2 ms ist, und dass der Einspritzdruck während der Startphase mindestens 20 bar beträgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine letzte Kraftstoffeinspritzung während der Verdichtungsphase durchgeführt ist, wobei die letzte Kraftstoffeinspritzung vorzugsweise in den Bereich der Zündeinrichtung gerichtet ist. 4 AT 502 972 B1
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kraftstoff Benzin oder Ethanol oder eine Mischung davon, oder eine Benzin oder Ethanol enthaltende Kraftstoffmischung verwendet wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen
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